CaPtain:面向 Code-as-Policy 机器人智能体的后训练流水线

Hugging Face Daily Papers 论文

摘要

CaPtain 是一个开源后训练流水线,通过 SFT 和基于物理评论家的多轮强化学习,将小型开源视觉语言模型转化为能力强大的 Code-as-Policy 机器人智能体,在 LIBERO 和 SimplerEnv 上取得优异成绩,无需前沿模型或 VLA 骨干网络。

在代码编写、网页操作和工具使用任务中,语言模型智能体现在普遍采用同一套训练流程:先通过监督微调(SFT)学习接口,再通过多轮强化学习(RL)掌握接口。Code-as-Policy(CaP)将机器人操作以同样的形式表达——策略编写针对机器人 API 的代码并读取返回结果,因此理论上相同的流程也应适用。然而现有的 CaP 智能体绕过了训练环节:它们要么直接提示闭源前沿模型,要么将操作任务交给预训练的视觉-语言-动作模型(VLA)和高层技能,而小型开源视觉语言模型(VLM)则完全无法胜任。我们提出 CaPtain,一个开源的后训练流水线,能够将小型开源 VLM 转化为强大的 CaP 智能体,在测试时无需 VLA、前沿模型或特权状态信息。CaPtain 在 CaPtain-Harness 中完成策略的训练与部署,该框架在仿真和真实硬件上均提供底层感知、几何计算和受保护运动原语。我们首先通过 SFT 对基础模型进行对齐,所用合成轨迹由 GPT-6 Astra 生成,随后应用多轮强化学习。多轮强化学习需要对数十次智能体请求进行信用分配,而这些请求的物理效果往往在多个回合之后才显现,且只能从单一的回合结束结果中获得反馈。为此,我们引入了一个物理评论家(physical critic),它读取策略从未见过的特权模拟器状态,并根据每次请求对预测成功概率的改变程度为其分配信用。从 Qwen3.5-4B(零样本 0%)出发,CaPtain-4B 在 SFT 后达到 55.4% 的 LIBERO 留出集成功率,RL 后提升至 73.8%。在 LIBERO-PRO 上达到 78.5%,超过多个前沿模型智能体,且其 RL 增益在三套扰动测试中持续有效(+17.6 至 +21.2 分)。在无目标领域训练的情况下,它在 SimplerEnv WidowX 上达到 83.3%,在 CaP-Bench 上超过前沿模型,并在仅仿真适配后即可在真实机器人上运行。我们开源了全部代码、数据和模型权重。
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来源:https://huggingface.co/papers/2610.40799

摘要

CaPtain 通过监督微调与多轮强化学习(配合物理评审器)对小型开源视觉-语言模型进行训练,使其能够以代码方式执行机器人操作,在不依赖前沿模型或视觉-语言-动作主干的情况下取得了强劲的结果。

在编码、网页和工具使用任务中,语言模型智能体现在普遍使用同一套配方进行训练:先通过监督微调(SFT)学习接口,再通过多轮强化学习(RL)掌握它。Code-as-Policy(CaP)将机器人操作塑造成同样的形式——策略针对机器人 API 编写代码并读回结果,因此同一套配方理应适用。然而现有的 CaP 智能体都绕过了训练:它们要么直接提示闭源的前沿模型,要么将操作委托给预训练的视觉-语言-动作模型(VLA)和高层技能,而小型开源视觉-语言模型(VLMs)则完全无法胜任。我们提出 CaPtain——一个开源的后训练流水线,能将小型开源 VLM 打造成能力出众的 CaP 智能体,且测试时不依赖 VLA、前沿模型或特权状态。CaPtain 在 CaPtain-Harness(https://huggingface.co/papers?q=CaPtain-Harness)内完成策略的训练与部署,该框架在仿真与真实硬件上提供了底层感知、几何与受保护运动原语。我们首先使用 GPT-6 Astra 生成的合成轨迹,通过 SFT 对基座模型进行对齐,随后应用多轮强化学习。多轮强化学习必须从单一的回合结束结果出发,为数十次智能体请求分配信用——而这些请求的物理影响往往在数个回合之后才会显现。因此我们引入了物理评审器,它读取策略从未见过的特权仿真器状态,并根据每个请求对预测成功概率的改变程度来为其分配信用。从 Qwen3.5-4B(零样本 0%)出发,CaPtain-4B 在 SFT 后在留出 LIBERO 上达到 55.4% 成功率,RL 后达到 73.8%。在 LIBERO-PRO 上,它达到 78.5%,超越了多个前沿模型智能体,且其 RL 增益在三组扰动测试中持续有效(+17.6 至 +21.2 个百分点)。在没有目标域训练的情况下,它在 SimplerEnv WidowX 上达到 83.3%,在 CaP-Bench 上超过前沿模型,并在仅经仿真适配后即可在真实机器人上运行。我们开源了全部代码、数据和模型权重。

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